一种数字化工业机器人实训系统技术方案

本发明专利技术涉及工业机器人领域，具体涉及一种数字化工业机器人实训系统，包括基座

【技术实现步骤摘要】
一种数字化工业机器人实训系统


[0001]本专利技术涉及工业机器人领域，具体涉及一种数字化工业机器人实训系统
。

技术介绍

[0002]当前的数字化工业机器人实训系统是一种基于虚拟现实
(VR)
或增强现实
(AR)
技术的高级实训系统，用于模拟工业机器人操作和编程的实际场景，这种系统允许学生通过计算机或
VR/AR
设备进行实时互动，与虚拟的工业机器人进行交互，并学习编程
、
操作和故障排除等技能
。
[0003]主要采用这类设备最多的区域是学校和工业园的培训，为机器人相关专业的学生或是企业的员工提供更加实际和深入的培训，帮助他们掌握机器人编程和操作技能，提高工作效率和生产质量；但是对于此类模拟，由于是一种模拟的，并非真实的环境，会与实际应用产生偏差；而相较于实际机器人，虚拟训练系统成本较低，且可以重复使用，模拟的效率和真实性就不高；虽然系统模拟了机器人的基本操作，但仍难以完全还原真实的物理环境和机器人行为，并且实训的时候缺乏人机交互：目前的系统大多为单向交互，缺乏真实机器人操作时的复杂交互和反馈机制，都是对固定模板的问题进行处理，使得实训产生的经验都是模板化的训练
。
[0004]为了解决这些问题，从而提高实训系统的质量，于是，本专利技术提供一种数字化工业机器人实训系统，以解决所述问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：数字化工业机器人内容往往过于简化，忽略了真实世界中的复杂性和变化性，并且在这些训练中，学习者可能会遇到过于理想化的情景，无法真实地感受到在实际操作中可能遇到的困难和挑战；同时，当前的实训体验往往呈现出模板化的训练模式，实际操作可能涉及到各种情境
、
不同的操作流程以及应对各种意外情况的能力，而模板化训练难以全面地涵盖这些方面
。
[0006]为解决所述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：提供一种数字化工业机器人实训系统，包括基座
、
操作仓
、
机械臂
、
操作轨和调动机构；所述基座为柱形结构，所述操作仓安装在基座的上端，操作仓通过转动轴在基座的上端水平
360
°
转动，从而实训者可对不同方位的物件进行拾取
、
码垛和切割等操作；所述操作轨为矩形闭环轨道，基座安装在操作轨的闭环内，机械臂圆心和基座圆心形成的直线与操作轨平行，操作轨为环绕在实训者周围的布置模式，并且机械臂结合操作轨，整个系统营造出接近真实工厂操作的环境；所述调动机构安装在滑动轨的上端，调动机构通过周期性可调节的结构模拟出实训者操作过程中可能出现的故障和突发情况，从而系统提高对实训模拟的真实体验
。
[0007]所述操作仓安装在基座的上端，机械臂安装在基座的一端；还包括操作轨和调动机构，所述操作轨为矩形闭环轨道，基座安装在操作轨的闭环内，操作轨通过下滑轨的环形布置，进而在实训者周围环绕布置；调动机构通过轨迹齿轮与止动销的周期性贴合，进而模
拟出实训者操作过程中可能出现的故障和突发情况
。
[0008]结构主要围绕环绕式的设备感知，通过在基座旁设置的阶梯进入操作仓，一方面通过四周环绕的设备模拟出真实工厂内的操作环境，通过环绕式的结构，能够将周遭的机械声和加工噪声进行立体传声，使得环境更加贴近真实，营造出紧张感；另外一方面对操作仓内的实训人进行安全防护；结合机械臂的位置，能够很好地通过机器人视觉将物料进行码垛
、
切割
、
拉拽等操作
。
[0009]所述操作轨包括内滑轨
、
外滑轨
、
下滑轨和滑动组件；所述内滑轨为矩形闭环轨道，所述外滑轨和内滑轨同重心放置，即外滑轨和内滑轨之间由于大小不同，其余为重叠放置，从而使得外滑轨和内滑轨之间有距离，外滑轨和内滑轨之间设置有间隙，所述滑动组件滑动连接在间隙的内部，通过所述间隙能够满足所述滑动轮的滑动，滑动组件设置为多个并且滑动组件之间通过连板转动连接
。
[0010]所述内滑轨为提供调动机构循环移动的矩形闭环轨道，所述外滑轨和内滑轨同重心放置，进而满足调动机构的稳定移动，外滑轨设置为适应滑动轮卡接的
L
型结构，外滑轨的外侧面设置有与轨迹齿轮啮合的切齿；外滑轨的内侧面设置有与贴合齿轮啮合的啮合齿，所述啮合齿在竖直方向位于切齿的下方；外滑轨和内滑轨之间设置有间隙，所述滑动组件滑动连接在间隙的内部，滑动组件设置为多个并且滑动组件之间通过连板转动连接
。
[0011]所述外滑轨设置为
L
型结构，可以便于调动机构在上方滑动，外滑轨的外侧面设置有切齿；外滑轨的内侧面设置有啮合齿，所述啮合齿在竖直方向位于切齿的下方，所述切齿的上表面与外滑轨的上表面贴合；即啮合齿和切齿之间在竖直方向上是错开的，主要目的在于当调动机构在上方滑动的时候，由于是啮合，如果二者均位于同一水平面，会使得操作轨的滑动部位非常薄，并且结构不稳定，会出现易碎的情况，另外设置在同一水平面会使得贴合齿轮和轨迹齿轮位于同一位面，会使得同位面的宽度过大，导致滑动轮和贴合齿轮之间距离过近，容易在工作过程中产生误差，并且组件之间会产生碰撞，严重影响实训效果
。
[0012]所述滑动组件包括支撑块
、
立板
、
滑动轮
、
纵向固定轴
、
横向固定轴和止动销；所述支撑块内部设置有小型电机，通过小型电机的传动，使得所述纵向固定轴和横向固定轴被带动，从而开始转动，使得所述滑动轮在所述操作轨上滚动，通过所述连板的连接，使得所述滑动组件开始移动；相邻两个支撑块之间通过立板转动连接，所述立板设置为两个，且立板之间平行放置，相邻立板之间通过平行设置，使得立板将滑动组件的上端和下端均进行固定，所述连板水平放置在相邻支撑块的上表面，所述纵向固定轴贯穿连板和支撑块，水平方向设置有两个滑动轮，并且两个滑动轮分别转动连接在纵向固定轴的两端，从而在竖直方向通过滑动轮的限位，使得所述滑动组件在滑动轨的间隙内滑动，所述横向固定轴贯穿立板和支撑块，同理，横向固定轴也通过所述滑动轮进行滑动，从而通过上下滑动轮以及左右滑动轮，十字固定，将滑动组件固定在操作轨内；纵向固定轴和横向固定轴的两端均设置有止动孔，所述止动销通过所述止动孔滑动连接
。
[0013]相邻两个支撑块之间转动连接有立板，所述立板两两平行设置以连接相邻两个支撑块，所述连板水平放置在相邻支撑块的上表面，所述纵向固定轴贯穿连板和支撑块，横向固定轴的水平方向设置有两个滑动轮，所述横向固定轴贯穿立板和支撑块；纵向固定轴和横向固定轴的两端均设置有止动孔
。
[0014]所述止动销的一端设置便于机械臂拉动的
O
型结构，主要目的在于机械臂在针对
止动销对突发情况的影响的时候，为了减少机器视觉的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种数字化工业机器人实训系统，包括基座
(1)、
操作仓
(2)
和机械臂
(3)
；所述操作仓
(2)
安装在基座
(1)
的上端，机械臂
(3)
安装在基座
(1)
的一端；其特征在于：还包括操作轨
(4)
和调动机构
(5)
，所述操作轨
(4)
为矩形闭环轨道，基座
(1)
安装在操作轨
(4)
的闭环内，操作轨
(4)
通过下滑轨
(43)
的环形布置，并且操作轨
(4)
通过适应椭圆形的移动轨迹结构，进而在实训者周围环绕布置来模拟出不同的实训效果；调动机构
(5)
通过轨迹齿轮
(53)
与止动销
(446)
的周期性贴合，进而模拟出实训者操作过程中可能出现的故障和突发情况
。2.
根据权利要求1所述的一种数字化工业机器人实训系统，其特征在于：所述操作轨
(4)
包括内滑轨
(41)、
外滑轨
(42)、
下滑轨
(43)
和滑动组件
(44)
；所述内滑轨
(41)
为提供调动机构
(5)
循环移动的矩形闭环轨道，所述外滑轨
(42)
和内滑轨
(41)
同重心放置，进而满足调动机构
(5)
的稳定移动，外滑轨
(42)
设置为适应滑动轮
(443)
卡接的
L
型结构，外滑轨
(42)
的外侧面设置有与轨迹齿轮
(53)
啮合的切齿
(421)
；外滑轨
(42)
的内侧面设置有与贴合齿轮
(55)
啮合的啮合齿
(422)
，所述啮合齿
(422)
在竖直方向位于切齿
(421)
的下方；外滑轨
(42)
和内滑轨
(41)
之间设置有间隙
(45)
，所述滑动组件
(44)
滑动连接在间隙
(45)
的内部，滑动组件
(44)
设置为多个并且滑动组件
(44)
之间通过连板
(46)
转动连接
。3.
根据权利要求2所述的一种数字化工业机器人实训系统，其特征在于：所述滑动组件
(44)
包括支撑块
(441)、
立板
(442)、
滑动轮
(443)、
纵向固定轴
(444)、
横向固定轴
(445)
和止动销
(446)
；相邻两个支撑块
(441)
之间转动连接有立板
(442)
，所述立板
(442)
两两平行设置以连接相邻两个支撑块
(441)
，所述连板
(46)
水平放置在相邻支撑块
(441)
的上表面，所述纵向固定轴
(444)
贯穿连板
(46)
和支撑块
(441)
，横向固定轴
(445)
的水平方向设置有两个滑动...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏延修，王红，许复国，王露，
申请(专利权)人：全方位智能科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：